DE102017222170A1 - Switching behavior of injectors of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem zumindest zwei von der Steuervorrichtung steuerbare, schaltbare Injektoren zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor umfasst. Die Injektoren sind mittels eines gemeinsamen Rails mit Kühlflüssigkeit versorgbar, und die Steuervorrichtung ist eingerichtet, eine für eine Neigung des Rails charakteristische Neigungsgröße entgegenzunehmen, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße ein Schaltverhalten für die Injektoren zu ermitteln, und die Injektoren zur Entleerung oder Befüllung des Rails mit dem ermittelten Schaltverhalten zu schalten.One aspect of the invention relates to a control device for a cooling liquid injection system for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the cooling liquid injection system comprises at least two controllable by the control device, switchable injectors for introducing a cooling liquid into the internal combustion engine. The injectors are supplied with coolant by means of a common rail, and the control device is set up to accept a slope variable characteristic of an inclination of the rail, to determine a switching behavior for the injectors in dependence on the inclination variable, and the injectors for emptying or filling the rail to switch the determined switching behavior.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem und ein Verfahren zur Ermittlung eines Schaltverhaltens von Injektoren eines Verbrennungsmotors.The invention relates to a control device, a cooling liquid injection system and a method for determining a switching behavior of injectors of an internal combustion engine.
  • Es ist bekannt, die Leistung eines Verbrennungsmotors zu steigern, indem der Verbrennungsmotor durch Einbringung einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Als Kühlflüssigkeit wird dabei beispielsweise destilliertes Wasser verwendet. Um eine Beschädigung des Verbrennungsmotors durch die eingebrachte Kühlflüssigkeit zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Kühlflüssigkeit ausschließlich in den Verbrennungsmotor einzubringen, wenn dieser betrieben und dadurch erwärmt wird. Nach Beendigung des Betriebs kann im Verbrennungsmotor verbleibende Kühlflüssigkeit wieder entfernt werden. Zur Befüllung und Entleerung des Verbrennungsmotors mit Kühlflüssigkeit müssen die Injektoren geschaltet werden.It is known to increase the performance of an internal combustion engine by the internal combustion engine is cooled by introducing a cooling liquid. For example, distilled water is used as the cooling liquid. In order to avoid damage to the internal combustion engine by the introduced cooling liquid, it is advantageous to introduce the cooling liquid exclusively in the internal combustion engine when it is operated and thereby heated. After completion of the operation, the cooling liquid remaining in the internal combustion engine can be removed again. For filling and emptying the internal combustion engine with coolant, the injectors must be switched.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Steuervorrichtung, ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem und ein Verfahren zum Schalten der Injektoren anzugeben.It is an object of the invention to provide an improved control device, a cooling liquid injection system and a method for switching the injectors.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims. It should be noted that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim may form a separate invention independent of the combination of all features of the independent claim, the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the specification, which may form an independent invention of the features of the independent claims.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Bei der Kühlflüssigkeit kann es sich beispielsweise um (destilliertes) Wasser oder um ein Wasser/Alkohol-Gemisch handeln.A first aspect of the invention relates to a control device for a cooling liquid injection system for an internal combustion engine of a motor vehicle. The cooling liquid can be, for example, (distilled) water or a water / alcohol mixture.
  • Die Kühlflüssigkeitseinspritzung ist ein Verfahren zur Leistungssteigerung von Verbrennungsmotoren. Um die maximal zulässige Abgastemperatur bei Höchstleistung nicht zu überschreiten, wird Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor eingespritzt. Die verdunstende Flüssigkeit hat eine kühlende Wirkung für das Gemisch vor, während und nach der Verbrennung. Auch Einspritzung während des Verbrennungstaktes zur Dampfkrafterzeugung und zur Reduktion der Abgastemperatur wird praktiziert.Coolant injection is a method of increasing the performance of internal combustion engines. In order not to exceed the maximum permissible exhaust gas temperature at maximum power, coolant is injected into the internal combustion engine. The evaporating liquid has a cooling effect on the mixture before, during and after combustion. Injection during the combustion cycle to generate steam and to reduce the exhaust gas temperature is practiced.
  • Das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem umfasst zumindest zwei von der Steuervorrichtung steuerbare, schaltbare Injektoren zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor, wobei das Schalten der Injektoren insbesondere ein Öffnen oder Schließen der Injektoren ist.The coolant injection system comprises at least two controllable injectors controllable by the control device for introducing a coolant into the internal combustion engine, wherein the switching of the injectors is, in particular, an opening or closing of the injectors.
  • Die Kühlflüssigkeit kann durch verschiedene Verfahren an verschiedenen Orten des Verbrennungsmotors eingebracht werden. Insbesondere kann die Kühlflüssigkeit einlassseitig in den Verbrennungsmotor eingebracht werden, beispielsweise kann die Kühlflüssigkeit in den Luft-Ansaugtrakt eingespritzt werden. Alternativ kann die Kühlflüssigkeit auch direkt in den Brennraum eingespritzt werden.The cooling liquid can be introduced by various methods at different locations of the internal combustion engine. In particular, the cooling liquid can be introduced into the internal combustion engine on the inlet side, for example, the cooling liquid can be injected into the air intake tract. Alternatively, the cooling liquid can also be injected directly into the combustion chamber.
  • Die Injektoren sind mittels eines gemeinsamen Rails, das als Druckspeicher dient, mit Kühlflüssigkeit versorgbar. Das Rail kann dabei beispielsweise dem Begriff entsprechend tatsächlich ein gemeinsames Verteilerrohr sein. Insbesondere kann es sich stattdessen aber um einen Druckspeicher einer beliebigen geometrischen Form handeln, der mit den Injektoren verbunden ist.The injectors are supplied with coolant by means of a common rail, which serves as an accumulator. The rail can actually be a common distribution pipe, for example, according to the term. In particular, however, it may instead be an accumulator of any geometric shape that is connected to the injectors.
  • Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung eingerichtet, eine für eine Neigung des Rails charakteristische Neigungsgröße entgegenzunehmen oder zu bestimmen.In addition, the control device is set up to receive or determine a characteristic of inclination of the rail slope amount.
  • Bei der für die Neigung des Rails charakteristischen Größe kann es sich insbesondere um eine für die Neigung des Verbrennungsmotors oder für die Neigung des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe handeln. Die für die Neigung des Rails charakteristische Größe kann dabei beispielsweise die Neigung in Fahrzeuglängsrichtung um die Rollachse und/oder die Neigung in Fahrzeugquerrichtung um die Nickachse angeben.The characteristic of the inclination of the rail size may in particular be a characteristic of the inclination of the internal combustion engine or for the inclination of the motor vehicle size. The characteristic of the inclination of the rail size can specify, for example, the inclination in the vehicle longitudinal direction about the roll axis and / or the inclination in the vehicle transverse direction about the pitch axis.
  • Die Neigungsgröße kann insbesondere zumindest ein Sensorsignal sein, wie beispielsweise ein Signal eines ein- oder mehrdimensionalen Neigungs- oder Lagesensors.In particular, the inclination variable may be at least one sensor signal, such as, for example, a signal of a one-dimensional or multi-dimensional inclination or position sensor.
  • Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße ein Schaltverhalten für die Injektoren zu ermitteln. Das Schaltverhalten umfasst insbesondere die Schaltungsreihenfolge, in der die Injektoren geschaltet werden, und den Schaltungszeitpunkt der einzelnen Injektoren.The control device is set up to determine a switching behavior for the injectors as a function of the inclination variable. The switching behavior includes in particular the circuit order in which the injectors are switched, and the timing of the individual injectors.
  • Die Injektoren werden durch die Steuervorrichtung zur Entleerung oder Befüllung des Rails mit dem ermittelten Schaltverhalten geschaltet. The injectors are switched by the control device for emptying or filling the rail with the determined switching behavior.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren aus einer Menge von zumindest zwei vorbestimmten Schaltverhalten für die Injektoren auszuwählen.In an advantageous embodiment, the control device is set up to select the switching behavior for the injectors from a set of at least two predetermined switching behaviors for the injectors, depending on the inclination variable.
  • Beispielsweise kann bei einem ersten Wert der Neigungsgröße, der für eine erste, geringe Neigung des Rails charakteristisch ist, ein erstes Schaltverhalten ausgewählt werden. Alternativ kann bei einem zweiten Wert der Neigungsgröße, der für eine im Vergleich zur ersten Neigung größere Neigung des Rails charakteristisch ist, ein zweites Schaltverhalten ausgewählt werden.For example, at a first value of the pitch size that is characteristic of a first, low pitch of the rail, a first shift behavior may be selected. Alternatively, at a second value of the pitch size, which is characteristic of a larger slope of the rail compared to the first pitch, a second shift behavior may be selected.
  • Die vorbestimmten Schaltverhalten können sich insbesondere in der Schaltungsreihenfolge und/oder dem Schaltungszeitpunkt der Injektoren unterscheiden.The predetermined switching behavior may differ in particular in the circuit order and / or the timing of the injectors.
  • Die vorbestimmten Schaltverhalten können insbesondere während der Entwicklung der Steuervorrichtung empirisch bestimmt werden und auf einem Speicherbaustein der Steuervorrichtung vorgehalten werden.The predetermined switching behavior can be determined empirically, in particular during the development of the control device, and stored on a memory module of the control device.
  • Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass ein qualitativ hochwertiges Schaltverhalten verschiedene Eigenschaften umfassen kann. Ein möglichst hochqualitatives Schaltverhalten kann dabei unter anderem sehr stark von der geometrischen Struktur des Rails abhängen, weshalb beispielsweise eine rein analytische Bestimmung des Schaltverhaltens sehr aufwändig sein kann.The invention is based on the finding that a high-quality switching behavior can include various properties. The highest possible switching behavior can, among other things, very much depend on the geometric structure of the rail, which is why, for example, a purely analytical determination of the switching behavior can be very complex.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, für einen Befüllvorgang in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren derart zu bestimmen, dass ein erster, aufgrund der Neigung höherliegender Injektor bei der Entleerung des Rails früher geschaltet wird als ein zweiter, aufgrund der Neigung dazu niedrigerliegender Injektor.In a further advantageous embodiment, the control device is set up to determine the switching behavior for the injectors for a filling operation as a function of the inclination variable such that a first, due to the inclination higher injector is switched earlier than a second, due to the inclination of the rail, due to the Inclination to lower-lying injector.
  • Insbesondere kann der erste Injektor beim Befüllen des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems früher geschaltet werden als der zweite Injektor. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Injektor beim Entleeren des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems früher geschaltet werden als der zweite Injektor. Das Schalten der Injektoren kann dabei beispielsweise ein Öffnen oder Schließen der Injektoren sein.In particular, the first injector may be switched earlier than the second injector when filling the cooling liquid injection system. Alternatively or additionally, the first injector may be switched earlier than the second injector when emptying the cooling liquid injection system. The switching of the injectors can be, for example, an opening or closing of the injectors.
  • Alternativ dazu kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren derart zu bestimmen, dass ein erster, aufgrund der Neigung höherliegender Injektor bei der Befüllung des Rails später geschaltet wird als ein zweiter, aufgrund der Neigung dazu niedrigerliegender Injektor.Alternatively, the control device may be configured to determine the switching behavior for the injectors in dependence on the inclination variable such that a first, due to the inclination higher injector is connected later in the filling of the rails as a second, due to the tendency to lower injector.
  • Insbesondere kann dabei der erste Injektor beim Befüllen des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems später geschaltet werden als der zweite Injektor. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Injektor beim Entleeren des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems später geschaltet werden als der zweite Injektor. Das Schalten der Injektoren kann dabei beispielsweise ein Öffnen oder Schließen der Injektoren sein.In particular, the first injector can be switched later during the filling of the cooling liquid injection system than the second injector. Alternatively or additionally, the first injector may be switched later than the second injector when emptying the cooling liquid injection system. The switching of the injectors can be, for example, an opening or closing of the injectors.
  • Alternativ oder zusätzlich können insbesondere beim Befüllen zunächst alle Injektoren geöffnet werden. Dann können die Injektoren zuerst geschlossen werden, die sich am nächsten an einem Zulauf des Rails befinden, beispielsweise abhängig von einem Drucksignal.Alternatively or additionally, all injectors can be opened, in particular during filling. Then, the injectors can be closed first, which are closest to an inlet of the rail, for example, depending on a pressure signal.
  • Alternativ oder zusätzlich kann insbesondere nach einer ersten Befüllphase durch kurze Einspritzungen und die Auswertung des zugehörigen Druckabfalls bestimmt werden, ob die Befüllung vollständig war und der Befüllvorgang abgeschlossen ist.Alternatively or additionally, in particular after a first filling phase by short injections and the evaluation of the associated pressure drop can be determined whether the filling was complete and the filling process is completed.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, das Schaltverhalten der Injektoren zusätzlich in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob das Rail entleert oder befüllt wird.In a further advantageous embodiment, the control device is set up to additionally determine the switching behavior of the injectors as a function of whether the rail is emptied or filled.
  • Insbesondere kann die Schaltungsreihenfolge der Injektoren als Schaltverhalten in Abhängigkeit davon bestimmt werden, ob das Rail entleert oder befüllt wird. Beispielsweise kann bei der Entleerung des Rails ein erster Injektor vor einem zweiten Injektor geschaltet werden. Bei der Befüllung des Rails kann der erste Injektor dann nach dem zweiten Injektor geschaltet werden.In particular, the circuit order of the injectors can be determined as switching behavior depending on whether the rail is emptied or filled. For example, when emptying the rail, a first injector can be switched in front of a second injector. When filling the rail, the first injector can then be switched to the second injector.
  • Zu Beginn der Entleerung des Rails ist dieses beispielsweise vollständig mit Kühlflüssigkeit gefüllt und alle Injektoren sind geschlossen. Zur Entleerung kann dann bei geneigtem Rail ein erster, durch die Neigung höherliegender niedrigerliegendem Injektor vor einem zweiten, dazu niedrigerliegendem höherliegender Injektor geöffnet werden, um Luft in das Rail strömen zu lassen das Wasser vollständig aus dem Rail auszutragen.At the beginning of emptying the rail, for example, it is completely filled with coolant and all injectors are closed. For emptying can then be opened with inclined rail a first, by the slope higher lying lower injector in front of a second, lower lying higher overhead injector to allow air to flow into the rail to discharge the water completely out of the rail.
  • Andererseits ist zu Beginn der Befüllung des Rails dieses beispielsweise vollständig mit Luft gefüllt und alle Injektoren sind geöffnet. Zur Befüllung kann dann bei geneigtem Rail der zweite, niedrigerliegende Injektor vor dem ersten, dazu höherliegenden Injektor geschlossen werden, um das Rail mit Kühlflüssigkeit zu füllen.On the other hand, at the beginning of the filling of the rail this example, completely filled with air and all injectors are open. For filling, the second, lower-lying injector can then be closed in front of the first, higher-lying injector with an inclined rail in order to fill the rail with cooling liquid.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Schaltverhalten der Injektoren die Reihenfolge und/oder die Zeitpunkte, in der die Injektoren geschaltet werden. In a further advantageous embodiment, the switching behavior of the injectors comprises the sequence and / or the times in which the injectors are switched.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, eine für den Druck im Rail charakteristische Druckgröße entgegenzunehmen. In Abhängigkeit von der Druckgröße wird ein Schaltungszeitpunkt für zumindest einen Injektor bestimmt und der Injektor zu einem bestimmten Schaltungszeitpunkt geschaltet.In a further advantageous embodiment, the control device is set up to receive a characteristic of the pressure in the rail pressure value. Depending on the pressure variable, a switching time for at least one injector is determined and the injector is switched to a specific switching time.
  • Insbesondere kann ein ohnehin vorhandener Drucksensor genutzt werden, den Druckverlauf bei der Befüllung des Rails als zusätzliche Eingangsgröße aufzunehmen. Ist Luft im System, ist diese aufgrund des Kompressibilitäts- und Viskositätsunterschieds zwischen Luft und Kühlflüssigkeit am Druckverlauf während des Befüllungsvorgangs zu erkennen. Sobald Kühlflüssigkeit an den Injektoren anliegt, ist ein Druckanstieg zu beobachten, woraufhin der entsprechende Injektor geschaltet werden kann. So kann sichergestellt werden, dass das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem vollständig befüllt wird.In particular, an already existing pressure sensor can be used to record the pressure profile during the filling of the rail as an additional input variable. If there is air in the system, this is due to the difference in compressibility and viscosity between air and coolant on the pressure curve during the filling process to recognize. As soon as the cooling liquid is applied to the injectors, a pressure increase is observed, whereupon the corresponding injector can be switched. This ensures that the coolant injection system is completely filled.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug. Das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem umfasst eine vorab beschriebene Steuervorrichtung, zumindest zwei von der Steuervorrichtung steuerbare, schaltbare Injektoren zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in einen Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors und die Injektoren sind mittels eines gemeinsamen Rails mit Kühlflüssigkeit versorgbar.A second aspect of the invention relates to a cooling liquid injection system for an internal combustion engine for a motor vehicle. The coolant injection system comprises a previously described control device, at least two controllable by the control device, switchable injectors for introducing a cooling liquid into an intake tract of the internal combustion engine and the injectors are supplied by means of a common rail with cooling liquid.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Rail ein Ventil zum Ansaugen von Frischluft. Die Steuervorrichtung ist dabei zusätzlich eingerichtet, das Ventil zu steuern. Alternativ kann das Ventil mechanisch arbeiten und bei Unterdruck im Rail öffnen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Ventil um ein Be- oder Entlüftungsventil.In an advantageous embodiment, the rail comprises a valve for sucking in fresh air. The control device is additionally set up to control the valve. Alternatively, the valve can work mechanically and open at negative pressure in the rail. For example, the valve is a ventilation valve.
  • Insbesondere ist im Falle eines elektrisch anzusteuernden Ventils die Steuervorrichtung eingerichtet, das Ventil beim Entleeren des Rails zu öffnen, so dass das Rail anstatt mit Luft aus dem Verbrennungsmotor mit Frischluft befüllt wird.In particular, in the case of an electrically controlled valve, the control device is set up to open the valve when emptying the rail, so that the rail is filled with fresh air instead of air from the internal combustion engine.
  • Alternativ oder zusätzlich ist die Steuervorrichtung eingerichtet, das Ventil beim Befüllen des Rails zu schließen, so dass Luft, die sich in dem Kühlflüssigkeitseinspritzsystem befindet, das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem ausschließlich über geöffnete Injektoren verlassen kann.Alternatively or additionally, the control device is designed to close the valve when filling the rail, so that air, which is located in the cooling liquid injection system, the cooling liquid injection system can leave only through opened injectors.
  • Insbesondere ist eine Steuerfolge des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems möglich, bei der in einem ersten Schritt das Ventil beim Entleeren des Rails geöffnet wird, so dass das Rail anstatt mit Luft aus dem Verbrennungsmotor mit Frischluft befüllt wird. In einem zweiten Schritt werden das Ventil geschlossen und die Injektoren geöffnet. Mit der im System befindlichen Luft wird die restliche Kühlflüssigkeit aus den Injektoren in die Sauganlage ausgeschoben. In einem dritten Schritt werden dann erneut das Rail und die zu belüftenden Teile der Kühlflüssigkeitseinspritzvorrichtung mit Frischluft belüftet, indem mit geschlossenen Injektoren und geöffnetem Ventil Luft ins System gesaugt wird.In particular, a control sequence of the cooling liquid injection system is possible, in which the valve is opened during emptying of the rail in a first step, so that the rail is filled with fresh air instead of with air from the internal combustion engine. In a second step, the valve is closed and the injectors are opened. With the air in the system, the remaining coolant is ejected from the injectors into the suction system. In a third step, the rail and the parts to be ventilated of the cooling liquid injection device are then ventilated again with fresh air by sucking air into the system with closed injectors and the valve open.
  • Dieser Steuerfolge liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass es vorteilhaft sein kann, dass keine Tankentlüftungs-, Verbrennungs- oder Blowby-Gase aus der Sauganlage in das Kühlflüssigkeitssystem gelangen.This control sequence is based on the finding that it can be advantageous that no tank venting, combustion or blowby gases from the intake system reach the coolant system.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kühlflüssigkeitseinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem zumindest zwei schaltbare Injektoren zum Einbringen von Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor umfasst und die Injektoren mittels eines gemeinsamen Rails mit Kühlflüssigkeit versorgbar sind.A third aspect of the invention relates to a method for controlling a cooling liquid injection system for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the cooling liquid injection system comprises at least two switchable injectors for introducing coolant into the internal combustion engine and the injectors can be supplied with coolant by means of a common rail.
  • Ein Schritt des Verfahrens ist das Entgegennehmen einer für eine Neigung des Rails charakteristischen Neigungsgröße.One step of the method is to accept a slope amount characteristic of a slope of the rail.
  • Ein weiterer Schritt des Verfahrens ist das Ermitteln eines Schaltverhaltens für die Injektoren in Abhängigkeit von der Neigungsgröße.A further step of the method is the determination of a switching behavior for the injectors as a function of the inclination variable.
  • Ein finaler Schritt des Verfahrens ist das Schalten der Injektoren mit dem ermittelten Schaltverhalten zur Entleerung oder Befüllung des Rails.A final step of the process is the switching of the injectors with the determined switching behavior for emptying or filling the rail.
  • Die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Steuervorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße System nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und das erfindungsgemäße Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.The above statements on the control device according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the system according to the invention according to the second aspect of the invention and the method according to the invention according to the third aspect of the invention. At this point and in the claims not explicitly described advantageous embodiments of the system according to the invention and the method according to the invention correspond to the advantageous embodiments of the inventive control device described above or described in the claims.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeitseinspritzsystems,
    • 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems, und
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems.
    The invention will be described below with reference to an embodiment with the aid of the accompanying drawings. In these show:
    • 1 an embodiment of a cooling liquid injection system according to the invention,
    • 2 An embodiment of a method according to the invention for controlling the cooling liquid injection system, and
    • 3 a further embodiment of a method according to the invention for controlling the cooling liquid injection system.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor VM eines Kraftfahrzeugs. Der Verbrennungsmotor ist mit einem Kühlflüssigkeitseinspritzsystem verbunden, wobei das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem drei von einer Steuervorrichtung SV steuerbare, schaltbare Injektoren I1, I2, I3 zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor VM umfasst. Insbesondere sind die Injektoren I1, I2, I3 dabei derart mit dem Verbrennungsmotor VM verbunden, dass jedem Injektor I1, I2, I3 ein Zylinder Z1, Z2, Z3 des Verbrennungsmotors VM zugeordnet ist. 1 shows an internal combustion engine VM of a motor vehicle. The internal combustion engine is connected to a coolant injection system, the coolant injection system having three controllable injectors controllable by a control device SV I1 . I2 . I3 for introducing a cooling liquid into the internal combustion engine VM. In particular, the injectors I1 . I2 . I3 doing so with the engine VM connected to each injector I1 . I2 . I3 a cylinder Z1 . Z2 . Z3 of the internal combustion engine VM assigned.
  • Die Injektoren I1, I2, I3 sind mittels eines gemeinsamen Rails R mit Kühlflüssigkeit versorgbar, wobei die Kühlflüssigkeit beispielsweise durch einen Zulauf Z aus einem Kühlflüssigkeitstank W pumpbar ist.The injectors I1 . I2 . I3 are by means of a common Rails R supplied with cooling liquid, wherein the cooling liquid, for example, by an inlet Z from a coolant tank W is pumpable.
  • Die Steuervorrichtung SV ist darüber hinaus mit einem Neigungssensor NS gekoppelt, der eine für eine Neigung des Rails R charakteristische Neigungsgröße wie beispielsweise die Neigung des Kraftfahrzeugs in Längs- und Querrichtung bestimmt. Außerdem ist die Steuervorrichtung SV mit einem vom dem Rail R umfassten Ventil V zum Ansaugen von Frischluft gekoppelt.The control device SV is also equipped with a tilt sensor NS coupled, one for a slope of the rail R characteristic inclination variable such as the inclination of the motor vehicle in the longitudinal and transverse directions determined. In addition, the control device SV with one of the rail R included valve V coupled to the intake of fresh air.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems. 2 shows an embodiment of a method according to the invention for controlling the cooling liquid injection system.
  • Zu Beginn des Verfahrensablaufs ist dabei das Rail R vollständig entleert und es befindet sich somit keine Kühlflüssigkeit im Rail R. Alle Injektoren I1, I2, I3 sind geöffnet, so dass bei einer etwaigen Befüllung des Rails R mit Kühlflüssigkeit die Luft, die sich im Rail R befindet, durch die geöffnete Injektoren I1, I2, I3 entweichen kann.At the beginning of the procedure is the rail R completely emptied and there is thus no coolant in the rail R , All injectors I1 . I2 . I3 are open, so that at a possible filling of the rail R with coolant the air, which is in the rail R located through the opened injectors I1 . I2 . I3 can escape.
  • In Schritt 100 nimmt die Steuervorrichtung SV eine für eine Neigung des Rails R charakteristische Neigungsgröße entgegen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine durch einen Neigungssensor NS ermittelte Neigung des Kraftfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung handeln.In step 100 takes the control device SV one for a slope of the rail R contrary characteristic slope size. This may be, for example, one by a tilt sensor NS determined inclination of the motor vehicle act in the vehicle longitudinal direction.
  • Im darauf folgenden Schritt 110 ermittelt die Steuervorrichtung SV in Abhängigkeit von der Neigungsgröße ein Schaltverhalten für die Injektoren I1, I2, I3. Das Schaltverhalten umfasst dabei insbesondere die Reihenfolge, in der die Injektoren I1, I2, I3 geschaltet werden sollen.In the following step 110 determines the control device SV depending on the tilt size, a switching behavior for the injectors I1 . I2 . I3 , The switching behavior includes in particular the order in which the injectors I1 . I2 . I3 to be switched.
  • Beispielsweise kann die Steuervorrichtung SV dabei ein Schaltverhalten für die Injektoren I1, I2, I3 aus einer Menge von zumindest zwei vorbestimmten Schaltverhalten für die Injektoren I1, I2, I3 auswählen. Diese vorbestimmten Schaltverhalten können beispielsweise während der Entwicklung des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems empirisch bestimmt werden.For example, the control device SV doing a switching behavior for the injectors I1 . I2 . I3 from a set of at least two predetermined switching behaviors for the injectors I1 . I2 . I3 choose. These predetermined switching behaviors may be determined empirically, for example, during the development of the coolant injection system.
  • Zusätzlich kann die Steuervorrichtung SV bei der Ermittlung des Schaltverhaltens der Injektoren I1, I2, I3 auch berücksichtigen, ob das R entleert oder befüllt wird.In addition, the control device SV in determining the switching behavior of the injectors I1 . I2 . I3 also consider whether that R emptied or filled.
  • Beispielsweise ist die Steuervorrichtung SV eingerichtet, das Schaltverhalten für die Injektoren I1, I2, I3 derart zu bestimmen, dass ein erster, aufgrund der Neigung höherliegender Injektor I1 bei der Befüllung des Rails R später geschaltet wird als ein zweiter, aufgrund der Neigung dazu niedrigerliegender Injektor I2.For example, the control device SV set up the switching behavior for the injectors I1 . I2 . I3 be determined such that a first, due to the inclination higher injector I1 is switched later when filling the Rails R as a second, due to the tendency to lower lying injector I2 ,
  • Während des Befüllvorgangs des Rails R kann die Steuervorrichtung in Schritt 120 einen für den Druck im Rail R charakteristische Druckgröße entgegennehmen. In Abhängigkeit von der Druckgröße wird ein Schaltungszeitpunkt für den gemäß des ermittelten Schaltverhaltens nächsten Injektor I1, I2, I3 bestimmt und der nächste Injektor I1, I2, I3 wird zum bestimmten Schaltungszeitpunkt in Schritt 130 geschlossen, sobald der für den Zeitpunkt, wenn Kühlflüssigkeit an den Injektoren I1, I2, I3 anliegt, charakteristische Druckanstieg zu beobachten ist.During the filling process of the rail R the control device in step 120 one for the pressure in the rail R take characteristic pressure size. Depending on the pressure variable, a switching time for the next according to the determined switching behavior injector I1 . I2 . I3 certainly and the next injector I1 . I2 . I3 becomes at the specific switching time in step 130 closed as soon as the moment when coolant to the injectors I1 . I2 . I3 is present, characteristic pressure increase is observed.
  • Nach Schließen des letzten Injektors I1, I2, I3 kann das Rail vollständig gefüllt werden.After closing the last injector I1 . I2 . I3 the rail can be completely filled.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Kühlflüssigkeitseinspritzsystems. 3 shows a further embodiment of a method according to the invention for controlling the cooling liquid injection system.
  • Zu Beginn des Verfahrensablaufs ist dabei das Rail R vollständig mit Kühlflüssigkeit gefüllt. Alle Injektoren I1, I2, I3 sind geschlossen, so dass keine Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor VM eingebracht wird.At the beginning of the procedure is the rail R completely filled with coolant. All injectors I1 . I2 . I3 are closed, so no coolant in the internal combustion engine VM is introduced.
  • Zur Entleerung des Rails R wird in Schritt 200 das von dem Rail R umfasste Ventil V durch die Steuervorrichtung SV geöffnet.For emptying the rail R will be in step 200 the valve covered by the rail R. V through the control device SV open.
  • Im darauf folgenden Schritt 210 wird das Rail R und ein Teil des Kühlflüssigkeitsversorgungssystems entleert, indem die sich darin befindende Kühlflüssigkeit in den Kühlflüssigkeitstank W gepumpt wird. Aufgrund des geöffneten Ventils V wird das entsprechende Volumen dabei mit Frischluft gefüllt.In the following step 210 becomes the rail R and a part of the cooling liquid supply system empties by the cooling liquid therein is in the cooling liquid tank W is pumped. Due to the open valve V the corresponding volume is filled with fresh air.
  • Sobald das Rail R vollständig entleert ist, wird in Schritt 220 das Ventil V durch die Steuervorrichtung SV geschlossen.Once the rail R is completely emptied, in step 220 the valve V through the control device SV closed.
  • In Schritt 230 nimmt die Steuervorrichtung SV eine für eine Neigung des Rails R charakteristische Neigungsgröße entgegen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine durch die Steuervorrichtung SV selbst bestimmte Neigung des Kraftfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung handeln.In step 230 takes the control device SV one for a slope of the rail R contrary characteristic slope size. This may be, for example, one by the control device SV itself to act certain inclination of the motor vehicle in the vehicle longitudinal direction.
  • Im darauf folgenden Schritt 240 ermittelt die Steuervorrichtung SV in Abhängigkeit von der Neigungsgröße ein Schaltverhalten für die Injektoren I1, I2, I3. Das Schaltverhalten umfasst dabei insbesondere die Reihenfolge, in der die Injektoren I1, I2, I3 geschaltet werden sollen, und den Zeitpunkt, zu dem die Injektoren I1, I2, I3 geschaltet werden sollen. In Schritt 250 werden die Injektoren I1, I2, I3 dann in der ermittelten Reihenfolge und zu den ermittelten Zeitpunkten geschaltet und mit der Luft im System die Kühlflüssigkeit aus den Injektoren in die Sauganlage ausgeschoben, so dass nach Abschluss des Verfahrens die Injektoren und das Rail mit Frischluft gefüllt sind.In the following step 240 determines the control device SV depending on the tilt size, a switching behavior for the injectors I1 . I2 . I3 , The switching behavior includes in particular the order in which the injectors I1 . I2 . I3 should be switched, and the time at which the injectors I1 . I2 . I3 to be switched. In step 250 become the injectors I1 . I2 . I3 then switched in the determined order and at the determined times and ejected with the air in the system, the cooling liquid from the injectors in the suction, so that after completion of the method, the injectors and the rail are filled with fresh air.
  • Falls erforderlich wird im darauffolgenden Schritt 260 bei geschlossenen Injektoren und geöffnetem Ventil das Kühlflüssigkeitsversorgungssystem erneut bis zu dem vorgesehenen Volumenanteil mit Frischluft gefüllt.If necessary, in the next step 260 With the injectors closed and the valve open, the coolant supply system is filled again with fresh air up to the intended volume fraction.

Claims (11)

  1. Steuervorrichtung (SV) für ein Kühlflüssigkeitseinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor (VM) eines Kraftfahrzeugs, wobei • das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem zumindest zwei von der Steuervorrichtung (SV) steuerbare, schaltbare Injektoren (I1, I2, I3) zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor (VM) umfasst, • die Injektoren (I1, I2, I3) mittels eines gemeinsamen Rails (R) mit Kühlflüssigkeit versorgbar sind, und • die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, • eine für eine Neigung des Rails (R) charakteristische Neigungsgröße entgegenzunehmen, • in Abhängigkeit von der Neigungsgröße ein Schaltverhalten für die Injektoren (I1, I2, I3) zu ermitteln, und • die Injektoren (I1, I2, I3) zur Entleerung oder Befüllung des Rails (R) mit dem ermittelten Schaltverhalten zu schalten.Control device (SV) for a cooling liquid injection system for an internal combustion engine (VM) of a motor vehicle, wherein The cooling liquid injection system comprises at least two controllable injectors (I1, I2, I3) controllable by the control device (SV) for introducing a cooling liquid into the internal combustion engine (VM), • the injectors (I1, I2, I3) can be supplied with coolant by means of a common rail (R), and The control device (SV) is set up, • to receive a slope that is characteristic for an inclination of the rail (R), • to determine a switching behavior for the injectors (I1, I2, I3) as a function of the inclination variable, and • To switch the injectors (I1, I2, I3) with the determined switching behavior for emptying or filling the rail (R).
  2. Steuervorrichtung (SV) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren (I1, I2, I3) aus einer Menge von zumindest zwei vorbestimmten Schaltverhalten für die Injektoren (I1, I2, I3) auszuwählen.Control device (SV) after Claim 1 wherein the control device (SV) is set up to select the switching behavior for the injectors (I1, I2, I3) from a set of at least two predetermined switching behaviors for the injectors (I1, I2, I3) as a function of the inclination variable.
  3. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren (I1, I2, I3) derart zu bestimmen, dass ein erster, aufgrund der Neigung höherliegender Injektor (I1) bei der Entleerung des Rails (R) früher geschaltet wird als ein zweiter, aufgrund der Neigung dazu niedrigerliegender Injektor (I2).Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the control device (SV) is set up to determine the switching behavior for the injectors (I1, I2, I3) in dependence on the inclination variable in such a way that a first, due to the inclination higher injector (SV) I1) when emptying the rail (R) is switched earlier than a second, due to the tendency to lower injector (I2).
  4. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Neigungsgröße das Schaltverhalten für die Injektoren (I1, I2, I3) derart zu bestimmen, dass ein erster, aufgrund der Neigung höherliegender Injektor (I1) bei der Befüllung des Rails (R) später geschaltet wird als ein zweiter, aufgrund der Neigung dazu niedrigerliegender Injektor (I2).Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the control device (SV) is set up to determine the switching behavior for the injectors (I1, I2, I3) in dependence on the inclination variable in such a way that a first, due to the inclination higher injector (SV) I1) is switched later during the filling of the rail (R) as a second, due to the tendency to lower injector (I2).
  5. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, das Schaltverhalten der Injektoren (I1, I2, I3) zusätzlich in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob das Rail (R) entleert oder befüllt wird.Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the control device (SV) is adapted to determine the switching behavior of the injectors (I1, I2, I3) in addition depending on whether the rail (R) is emptied or filled.
  6. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, das Schaltverhalten der Injektoren (I1, I2, I3) zusätzlich in Abhängigkeit von der Entfernung des jeweiligen Injektors (I1, I2, I3) vom Railzulauf und / oder von der geometrischen Gestaltung des Rails (R) zu bestimmen.Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the control device (SV) is set up, the switching behavior of the injectors (I1, I2, I3) in addition to the distance of the respective injector (I1, I2, I3) from the rail inlet and / or from the geometric design of the Rails (R).
  7. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Schaltverhalten der Injektoren (I1, I2, I3) die Reihenfolge und/oder die Zeitpunkte umfasst, in der die Injektoren (I1, I2, I3) geschaltet werden.Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the switching behavior of the injectors (I1, I2, I3) comprises the order and / or the times in which the injectors (I1, I2, I3) are switched.
  8. Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (SV) eingerichtet ist, • eine für den Druck im Rail (R) charakteristische Druckgröße entgegenzunehmen, • in Abhängigkeit von der Druckgröße einen Schaltungszeitpunkt für zumindest einen Injektor (I1, I2, I3) zu bestimmen, und • den Injektor (I1, I2, I3) zum bestimmten Schaltungszeitpunkt zu schalten.Control device (SV) according to one of the preceding claims, wherein the control device (SV) is set up, To receive a pressure variable characteristic for the pressure in the rail (R), • to determine a switching time for at least one injector (I1, I2, I3) as a function of the pressure variable, and • to switch the injector (I1, I2, I3) at the specified switching time.
  9. Kühlflüssigkeitseinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor (VM) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem • eine Steuervorrichtung (SV) nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst, • zumindest zwei von der Steuervorrichtung (SV) steuerbare, schaltbare Injektoren (I1, I2, I3) zum Einbringen einer Kühlflüssigkeit in einen Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors (VM) umfasst, und • die Injektoren (I1, I2, I3) mittels eines gemeinsamen Rails (R) mit Kühlflüssigkeit versorgbar sind.Coolant injection system for an internal combustion engine (VM) for a motor vehicle, the cooling liquid injection system comprising • a control device (SV) according to one of the preceding claims, • at least two controllable injectors (I1, I2, I3) controllable by the control device (SV) for introducing a Includes cooling liquid in an intake tract of the internal combustion engine (VM), and • The injectors (I1, I2, I3) can be supplied with coolant by means of a common rail (R).
  10. Kühlflüssigkeitseinspritzsystem nach Anspruch 8, wobei das Rail (R) ein Ventil (V) zum Ansaugen von Frischluft umfasst.Coolant injection system according to Claim 8 wherein the rail (R) comprises a valve (V) for the intake of fresh air.
  11. Verfahren zur Steuerung eines Kühlflüssigkeitseinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor (VM) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kühlflüssigkeitseinspritzsystem zumindest zwei schaltbare Injektoren (I1, I2, I3) zum Einbringen von Kühlflüssigkeit in den Verbrennungsmotor (VM) umfasst und die Injektoren (I1, I2, I3) mittels eines gemeinsamen Rails (R) mit Kühlflüssigkeit versorgbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: • Entgegennehmen (100, 230) einer für eine Neigung des Rails (R) charakteristischen Neigungsgröße, • Ermitteln (110, 240) eines Schaltverhaltens für die Injektoren (I1, I2, I3) in Abhängigkeit von der Neigungsgröße, und • Schalten (130, 250) der Injektoren (I1, I2, I3) mit dem ermittelten Schaltverhalten zur Entleerung oder Befüllung des Rails (R) und Teilen der Kühlmittelversorgungseinrichtung.A method for controlling a cooling liquid injection system for an internal combustion engine (VM) of a motor vehicle, wherein the cooling liquid injection system comprises at least two switchable injectors (I1, I2, I3) for introducing cooling liquid into the internal combustion engine (VM) and the injectors (I1, I2, I3) a common rail (R) can be supplied with coolant, the method comprising the following steps: Accepting (100, 230) an inclination variable characteristic for an inclination of the rail (R), Determining (110, 240) a switching behavior for the injectors (I1, I2, I3) as a function of the inclination variable, and • switching (130, 250) of the injectors (I1, I2, I3) with the determined switching behavior for emptying or filling the rail (R) and parts of the coolant supply device.
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